近期，應用所新能源中心潘旭課題組在研究制備高效穩定的2D/3D鈣鈦礦太陽電池方面取得新進展，相關研究成果以“引入含鹵素官能團的疏水銨鹽提高二維/三維鈣鈦礦太陽電池器件的效率和穩定性”（“Introduction of hydrophobic ammonium salts with halogen functional groups for high-efficiency and stable 2D/3D perovskite solar cells”）發表于德國Wiley雜志《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上（10.1002/adfm.201807565）。

　　過去幾年里，有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的研究取得飛速發展，認證光電轉換效率已達到23.7%。2D鈣鈦礦材料由于其相對于3D鈣鈦礦具有更高的穩定性而引起了廣泛關注，掀起了研究熱潮。然而，銨鹽的本質疏水性能對電池的長期濕度穩定性有很大影響，引入長鏈烷基銨鹽可以增加其疏水性能，但因為影響了層間的電荷傳輸而限制了電池效率的提升。因此，通過引入合適尺寸的疏水性銨鹽，設計新型高效穩定的2D/3D鈣鈦礦太陽電池成為了挑戰。 

　　針對以上問題，課題組劉國震博士等通過引入含有鹵素官能團的短鏈銨鹽，有效增加銨鹽的疏水特性，在提高電池效率的同時，進一步提升了器件的穩定性，最終獲得高效穩定的2D/3D鈣鈦礦太陽電池。在銫/甲咪混合陽離子3D鈣鈦礦材料中，分別引入2-氯乙胺鹽酸鹽（CEA）和2-溴乙胺氫溴酸鹽（BEA）形成2D/3D鈣鈦礦結構，研究對鈣鈦礦薄膜的光電性能和穩定性的影響，最終獲得了高結晶性、平整致密形貌的高質量鈣鈦礦薄膜。當引入5%的2-氯乙胺鹽酸鹽，電池獲得了20.08%的最高光電轉化效率，相比于3D鈣鈦礦器件的18.97%效率有了明顯的提升。含有鹵素官能團銨鹽的引入，大大地增加了電池的濕度穩定性，器件在50±5%的相對濕度下老化2400小時，2D/3D鈣鈦礦器件仍保持了92%的初始效率，而3D鈣鈦礦器件僅保持了60%的初始效率。此外，2D/3D鈣鈦礦器件還展現了優異的熱穩定性和紫外光照穩定性。 

　　論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201807565 

　　 3D和2D/3D鈣鈦礦材料及相應器件的濕度穩定性